Сопло для абразивной обработки внутренних поверхностей деталей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 24 С 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

lo (21) 4780790/08 (22) 09.01.90 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей (72) В. Н. Анисимов и М. Г. Баранов (53) 621.924.9(088.8) (56) Билин М; М. Абразивно-жидкостная обработка металлов. — М.: Машгиз, 1960, фиг.

99б. (54) СОПЛО ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к абразивоструйной обработке изделий, в частности к соплам для струйной обработки отверстий

„„53J 1710321 А1 и каналов большой длины и малого диаметра. Цель изобретения — повышение производительности и качества обработки, Сопло содержит полую цилиндрическую рабочую -часть 1, на внутренней поверхности которой выполнены винтовые канавки и направляющий конфузорный участок 2 с центральным выпускным отверстием 3, диаметр которого определен из соотно-

1800 шения D > 2Hctga+0,22(1+1 sin ), где и

D, Н вЂ” соответственно диаметр и длина выпускного отверстия; а — угол наклона образующей конической поверхности конфузорного участка к продольной оси сопла (а= 25-55 ); n — число винтовых канавок (n = 2-6). 2 ил.

1710321

Изобретение относится к абразивост- руйной обработки деталей, в частности к соплам для струйной обработки отверстий и каналов преимущественно большой длины и малого диаметра, Цель изобретения — повышение производительности и качества обработки глубоких отверстий малого диаметра, На фиг. 1 изображено сопло, продольный разрез; на фиг, 2 — расчетная схема размещения абразивных частиц в выпускном отверстии на срезе сопла.

Сопло содержит полую цилиндрическую рабочую 1 и направляющий конфузорный конический участок 2 с центральным выпускным отверстием 3. На внутренней поверхности рабочей части сопла выполнены винтовые канавки 4, полученные, например, путем накатки многозаходных винтовых рифтов на трубчатой заготовке.

Для обеспечения надежной эксплуата- ции сопла при абразивной обработке глубоких отверстий малого диаметра (до 3 мм), необходимо определить минимально возможный диаметр выпускного отверстия 3, обеспечивающий наибольшую скорость энергоносителя, а следовательно, максимально возможную эффективность обработки, как по производительности, так и качеству обработки поверхности.

При выходе абразивных частиц 5 из со пла наименьшее расстояние между частицами будет в плоскости среза сопла, т.е. в выходной части выпускного отверстия 3.

Предположив, что в этой плоскости одновременно окажутся и частиц (фиг..2), транспортируемых энергоносителем по каждой из и винтовых канавок 4, определим минимальный диаметр 0 выпускного отверстия

3. Для исключения заклинивания этих частиц в выпускном отверстии 3 и их взаимного воздействия друг на друга необходимо, чтобы минимальный диаметр О выпускного отверстия в срезе сопла был больше диаметра 01 окружности, описанной вокруг и абразивных частиц 5 диаметром d, уложенных вплотную друг к другу симметрично относительно центра выпускного. отверстия

3 (см. фиг. 2).

В этом случае

О > 2(В + 0,5d), где

 — 0,5о 0,5о (2

Р

sin п

Поставляя выражение (2) в (1), получим

D >d(1+1/sin 180 ) ( (3) С учетом максимального допуска на средний диаметр абразивных частиц (0,5 d) и величины диаметра частиц, в качестве которых используется металлическая дробь или стеклянные шарики диаметром 0,10,2 мм, при условии, что частицы с максимальным диаметром одновременно окажутся в выпускном отверстии на срезе сопла, получим

15 D >022 (1 +1/sin ) .. (4) Однако с учетом того, что для повышения срока эксплуатации и технологичности сопла, выпускное отверстие 3 направляющего участка 2 выполняют с цилиндрической частью 6 (фиг. 3) длиной Н, зависящей от свойств абразивных частиц и материала сопла, выражение (4) окончательно примет

ВИД

D 2Hctg a+ 0,22 (1 + 1/sin ), 180 п (5) 30 где D, Н вЂ” соответственно диаметр и длина выпускного отверстия 3; а — угол наклона образующей конической поверхйости конфузорного.участка 4 к продольной оси сопла (а = 25-55 ); и — число винтовых канавок (n = 2-6).

По опытным данным, если а > 25, частицы абразива теряют скорость, так как им

40 приходится проходить cflMUJKQM дл инны и путь до обрабатываемой поверхности. При а > 55 скорость частиц на выходе из сопла недостаточно высокая, так как при увеличении а необходимо увеличить и диаметр D

45 выпускного отверстия 3. При такой скорости снижается качество обработки.

Чем больше п, тем более равномерно распределение частиц абразива в потоке.

Но при и> 6 длина сопла увеличивается, так

50 как необходимо выполнить канавки с достаточным числом витков для закручивания частиц. При и< 2 не достигается равномерное распределение частиц абразива в потоке.

Следовательно выбор числа винтовых кана55 вок 4 зависит от геометрических параметров и технологического назначения сопла (упрочнение, очистка, притупление кромок и т.п.). При этом длина цилиндрической рабо чей части сопла с винтовыми канавками должна быть не менее 10 шагов винтовой

1710321 канавки, что необходимо для закручивания абразивной смеси.

Работа сопла осуществляется следующим образом.

СмесЬ абразивных частиц 5 и энергоно- 5 сителя под давлением поступает на вход цилиндрической рабочей части 1. При прохождении по винтовым канавкам 44 абразивная смесь начинает закручиваться, причем постепенно за счет трения между 10 слоями абразивной смеси во вращение вовлекается весь поток.

Абразивные части 5, попав под действием центробежных сил в винтовые канавки 4, движутоя дальше по их поверхности до со- 15 прикосновения с конической поверхностью направляющего участка 2, не сталкиваясь между собой и не теряя направления, Это приводит к тому, что частицы 5 абразива при выходе на поверхность направляющего ко- 20 нического участка 2 уже распределены в потоке по заданному закону. Дальше частицы 5 абразива движутся по поверхности конуса к выпускному отверстию 3. Так как движение частиц происходит под действи- 25 ем энергоносителя и сил инерции по спиральной траектории, то они вылетают из сопла по касательной к окружности выпусного отверстия 3, образуя струю в форме полого конуса. 30

Предлагаемое сопла позволяет создать поток абразивных частиц, скорости которых в 5-15 раз больше, чем у сопл без винтовых канавок, в результате чего достигается высокое качество и производительность обработки поверхности, Кроме того, конструкция предлагаемого сопла проста и технологична даже при изготовлении сопл диаметром менее 5 мм, что дает возможность использовать их при обработке глубоких канатов малых диаметров.

Формула изобретения

Сопло для абразивной обработки внутренних поверхностей деталей, содержащее цилиндрическую рабочую часть и направляющий конфузорный участок с центральным выпускным отверстием, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки глубоких отверстий малого диаметра, на внутренней поверхности цилиндрической части сопла выполнены винтовые канавки, а диаметр выпускного отверстия его направляющего участка выбран по формуле

D 2 Н стра+ 0,22 (1 + 1/sin ), 180О и где D, Н вЂ” соответственно, диаметр и длина выпускного отверстия направляющего конфузорного участка сопла; а — угол наклона образующей конической поверхности конфузорного участка к продольной оси сопла (а= 25-55 ); и — число винтовых канавок (n = 2-6).